製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備的製作方法
2023-05-30 12:01:36 2
專利名稱：製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一拖多空調機技術，具體地說涉及一種製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備。
VRV技術已將近20年，製冷系統的容量變化一直選擇為變頻壓縮機+電子膨脹閥結合控制，技術也相當成熟，但變頻一拖多空調系統的最大缺點在於會產生電磁幹擾現象，嚴重影響其他電器的使用。同時需要非常精確的電器控制部分，相應地增加設備的成本。由於目前VRV技術系統的容量變化，沒有考慮室外冷凝器換熱面積的變化和室外風扇啟動的臺數以及相應風量的變化，所以會造成部分能量的浪費；目前不少專利都是在變頻的基礎上作出改進，仍還是存在著電磁幹擾和成本高等問題。
本實用新型的目的是提供一種製冷(熱)量可變的一拖多熱泵設備，利用它構造一拖多空調系統無須複雜的變頻系統和控制裝置，避免了電磁幹擾，也降低了一拖多空調系統的成本同時，也更有效地解決製冷系統的匹配和系統冷媒的需求和按需分配的問題。
本實用新型的目的是這樣實現的構造一種製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，包括壓縮機、可調節冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置、四通換向閥、多段可變式冷凝器、室內蒸發器裝置，所述可調節冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置通過管道與所述壓縮機相連接，所述多管旁通管路裝置通過管道與所述的低壓貯液器和四通換向閥分別相連接，所述多段可變式冷凝器通過管道與所述四通換向閥和多管旁通管路裝置相連接，所述室內蒸發器裝置通過管道與所述四通換向閥和所述的過濾器，高壓貯液器，多段可變式冷凝器相連接。
在上述按照本實用新型提供的製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備中，所述多管旁通管路裝置包括兩套由多根管道組成的旁通管路組、油分離器、低壓貯液器、回油毛細管，所述低壓貯液器通過管道與壓縮機的冷媒進口端相連接，所述油分離器的進口端與壓縮機的冷媒出口端相連接，所述兩套旁通管路組的每一根管道中都串接有一個電磁閥，其中一套旁通管路組的一端與所述壓縮機的冷媒出口端相連接，管路組的另一端與低壓貯液器相連接，所述另一套旁通管路組的一端與所述油分離器的出口端相連接，其另一端通過管道分別與所述低壓貯液器和所述四通換向閥相連接，所述油分離器的出口端還通過管道與所述四通換向閥相連接，所述毛細管的一端與所述壓縮機的進口端相連接，其另一端與所述油分離器相連接。
在上述按照本實用新型提供的製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備中，所述多段可變式冷凝器包括多個並聯連接的冷凝器後再接高壓貯液器，所述多個冷凝器中的每個冷凝器的冷媒出入管道上分別裝有電磁閥，所述並聯連接的冷凝器的一個並聯端通過管道與所述四通換向閥相連接，其另一個並聯端通過管道與所述高壓貯液器相連接，所述管道中串接有電子膨脹閥。
在上述按照本實用新型提供的製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備中，所述室內蒸發器裝置包括多個並聯連接的蒸發器，所述蒸發器的出入口上都並聯連接有一個裝有電磁閥的旁路管道，所述蒸發器的出入口上都分別設有溫度探頭，在所述蒸發器的進口管道或出口管道中還設有電子膨脹閥，所述並聯連接蒸發器的一個並聯端通過管道與所述高壓貯液器相連接，其另一個並聯端通過帶油彎回氣的管道與所述四通換向閥相連接。
在上述按照本實用新型提供的製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備中，所述連接管道中還串接有過濾器15。
在上述按照本實用新型提供的製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備中，所述每一套多管旁路組中的管道數量與所述多段可變式冷凝器裝置中的冷凝器數量具有一一對應的關係。
在上述按照本實用新型提供的製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備中，所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數量與所述多個並聯連接的蒸發器數量具有一一對應的線性關係。
實施本實用新型所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，採用多管路分流，改變系統循環的製冷劑流量，達到系統的容量變化。通過微電腦的設置，驅動多段式可變冷凝器兩邊的電磁閥，能根據製冷劑流量的需求改變冷凝器的換熱面積，使系統自動匹配，達到最佳運行狀態；採用高低壓貯液器，在多管路分流時能保證系統的穩定性能；採用油分離器和蒸發器設旁通，並通過編程控制，實現系統的回油操作蒸發器的出入口設有溫度探頭和電子膨脹閥，能根據蒸發器的過熱度調節電子膨脹閥的開度，實現負荷的自動匹配；多段式可變冷凝器設相應的可變送風量，始終使系統達最佳匹配；通過容量的自動配置，自動調節適應空調房間所需冷量的變化，有效避免室內過冷或過熱現象，為室內提供一個舒適的環境，不產生電磁幹擾，並且製造容易成本低。
以下結合附圖和實施例，進一步說明本實用新型的特點，附圖中
圖1是本實用新型所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備的裝置組成連接方框示意圖；圖2是本實用新型所述系統中冷媒流動路線方框示意圖；圖3是本實用新型所述系統中輸入功率與輸出能量同步同級變化關係圖。
參照附圖，由本實用新型提供的可變冷(熱)量一拖多熱泵設備由壓縮機1、可調節冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置、四通換向閥3、多段可變式冷凝器裝置19、室內蒸發器裝置20，所述可調節冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置通過管道與所述壓縮機1相連接，所述多管旁通管路裝置通過管道與所述的低壓貯液器10和所述的四通換向閥3分別相連接，所述多段可變式冷凝器裝置19通過管道與所述四通換向閥3相連接，所述室內蒸發器裝置20一端通過管道與所述四通換向閥3相連接，另一端和所述的過濾器15，高壓貯液器6，電子膨脹閥及多段可變式冷凝器裝置19相連接。
所述多管旁通管路裝置包括兩套由多根管道組成的旁通管路組13、油分離器2、低壓貯液器10、回油毛細管17，所述低壓貯液器10通過管道與壓縮機1的冷媒進口端相連接，所述油分離器2的進口端與壓縮機的冷媒出口端相連接，所述兩套旁通管路組13的每一根管道中都串接有一個電磁閥12，可以分別控制管道的通斷以實現精確分流，其中一套旁通管路組的一端與所述壓縮機的冷媒出口端相連接，可以直接分流一部份帶油的冷媒進入低壓貯液器，旁通管路組的另一端與低壓貯液器相連接，所述另一套旁通管路組13的一端與所述油分離器2的出口端相連接可進一步分流冷媒，其另一端通過管道分別與所述低壓貯液器和所述四通換向閥相連接，所述油分離器的出口端還通過管道與所述四通換向閥相連接，所述回油毛細管17的一端與所述壓縮機的進口端相連接，其另一端與所述油分離器2相連接，從油分離器分離出來的大部份油經過回油毛細管回到壓縮機中，另外在壓縮機出口處裝上多管旁通管路主要分流部分製冷劑進入低壓貯液器，不經過換熱器進行熱交換，通過這種方式達到改變系統的容量變化。每根旁通管分流量與室內蒸發器7有一一對應的線性關係。從而使系統快速達到穩定狀態。
所述室內蒸發器裝置包括多個並聯連接的蒸發器7，所述蒸發器的出入口上都並聯連接有一個裝有電磁閥9的旁路管道用於回油運行，所述蒸發器的出入口上都分別設有溫度探頭11，在所述蒸發器7的進口管道或出口管道中還設有電子膨脹閥8，所述並聯連接蒸發器7的一個並聯端通過管道與所述高壓貯液器6相連接，其另一個並聯端通過帶油彎回氣的管道14與所述四通換向閥3相連接。所述連接管道中還串接有過濾器15；本系統的控制關鍵部位在蒸發器7的出入口的溫差，這溫差稱為過熱度，過熱度大，則蒸發器7需求製冷劑流量增大；過熱度小，則蒸發器7需求製冷劑流量小。通過控制過熱度穩定在一定範圍內來控制所需的製冷劑流量以滿足空調房間的冷量，我們通過編程設計加以換算以後，從而驅動電子膨脹閥5或8的開度，以提供所需的製冷劑流量，實現系統的容量按需分配，系統的容量按需需求。這一信號也被同時反饋給多管旁通管路的控制器，並根據判斷空調房間所需的冷量而決定多管旁通管路13中的電磁閥12開啟的個數，達到系統的最佳製冷效果。
本實用新型可根據室內負荷的需求，將多餘部分製冷劑直接被分流以使室內機的過熱度穩定在設計範圍和維持室內環境溫度，以免引起過冷或過熱現象。冷凝器被設計成多段可變式冷凝器，由多個冷凝器4並聯連接和高壓貯液器6組成，所述多個冷凝器中的每個冷凝器的冷媒出入管道上分別裝有電磁閥16可分別控制每個冷凝器的通斷，所述並聯連接的冷凝器的一個並聯端通過管道與所述四通換向閥相連接，其另一個並聯端通過串接有電子膨脹閥5的管道與所述高壓貯液器6相連接，為穩定系統的性能和停機後平衡高、低壓側的壓力，在兩個貯液器之間用一根裝有電磁閥18的管道相連通。電磁閥18在停機時是常開的。微電腦能根據多段式可變冷凝器接受冷媒流量的大小，合理配置冷凝器換熱面積，保證製冷劑的合理流速，有利於系統的回油。同時，根據換熱面積的大小，決定開啟風扇的臺數和風量，有效節能、降噪。微電腦根據室內各機反饋的過熱度，自動計算室內負荷的需求並驅動多管路旁通控制器使多段式可變冷凝器接受合理的製冷劑流量和自動調節冷凝面積，信息進一步傳遞後微電腦會命令風機提供合理的冷凝風速、冷凝風量，既達到最佳的冷凝效果，又便於系統的節能、降噪。通過實驗測定，採用多段可變式冷凝器更有利於系統的穩定和使系統更容易更快速達到穩定狀態。
為達到更好的匹配效果，所述每一套多管旁路組中的管道數量與所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數量具有一一對應的關係。所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數量與所述多個並聯連接的蒸發器數量具有一一對應的線性關係。
為更好實現多管路旁通和冷凝器換熱面積的可變，在系統中設有兩個非常關鍵的設備高壓貯液器6和低壓貯液器10。高壓貯液器6的貯液與系統的流量需求有關，用於貯存室內蒸發器不需要的製冷劑，使系統流量分配合理，有利於系統的穩定。低壓貯液器10貯存回氣管的液態製冷劑，保證壓縮機1在幹壓縮工況下運行，另一方面，在回油運轉時也需要貯存大量的液態製冷劑，以保證壓縮機1的幹壓縮。低壓貯液器10還能降低多管分流時氣態製冷劑的溫度、速度和壓強，使壓縮機1有一個合理的回氣壓力，回氣溫度。多管旁通管路13與蒸發器7的需求設計在標準工況時是一一對應的。或者說與室內負荷需求相匹配。合理的旁通管數和管徑的選擇能使系統更穩定，調節速度和系統自動匹配更容易，速度更快。
變冷(熱)量一拖多熱泵設備能滿足能量多級調節，對於製冷系統本身而言，我們根據一拖多的數量與及室內各機的額定冷量的要求，再考慮壓縮機的額定能力，實現系統的容量變化。輸入功率也會隨輸出冷量變化而同步、同級別變化如圖3所示，附圖是把變容能力設定為4檔時所測得的輸出能量與輸入功率之間的關係圖，該圖只是給出的一個示例，在實際設計和應用中，可採用多級能量調節。
系統中的冷媒流動路線如圖2所示，圖中所示以製冷運行為例，該製冷系統在設計時考慮系統的回油運轉。我們通過設計，微電腦會自動累計開機運行的時間，微電腦會自動處理關機狀態。當累計開機時間達到一定值後系統會進行自動回油運行，和微電腦接到關機命令後，系統會進行自動回油運行後再停機。室內機旁通是為了回油運行而設置的。
變冷(熱)量一拖多熱泵設備的自動控制存在多個中間量被調節，設計精確度也要求比較高，其控制過程如下微電腦通過檢測蒸發器出進口溫度探頭的傳感值得到過熱度，如過熱度不符合設定範圍則可以分別或同時調節電子膨脹閥5、8和電磁閥12、16的開度，調節冷媒流量和多段可變式冷凝器的換熱面積，使過熱度符合設定範圍，微電腦停止調節控制系統進入正常運行狀態。當運行時間達到設定值(微電腦自動累計運行時間)時或接到關機命令時，微電腦自動開啟旁路電磁閥9，系統進入回油運行，到設定時間後系統自動停機。
在本實用新型中採用多管路分流，可改變系統循環的製冷劑流量，達到系統的容量變化；與多管路分流相適配的多段式可變冷凝器，能根據負荷的需求改變冷凝器的換熱面積，使系統自動匹配，達到最佳運行狀態；採用高低壓貯液器，實現多管路分流，保證系統的穩定性，採用油分離器和蒸發器設旁通，並通過編程控制，實現系統的回油操作運行效果更好；蒸發器的出入口設有溫度探頭和電子膨脹閥，能根據蒸發器的過熱度調節電子膨脹閥的開度，實現負荷的自動匹配；多段式可變冷凝器設相應的可變送風量，始終使系統達最佳匹配；通過容量的自動配置，自動調節適應空調房間所需冷量的變化，有效避免室內過冷或過熱現象，為室內提供一個舒適的空調空間，實現了能量的多級調節；與變頻式一拖多熱泵設備相比，本實用新型同樣能滿足系統的變容變製冷劑流量的要求，並且無電磁幹擾，結構合理，製造成本低。
權利要求1.一種製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，其特徵在於，包括壓縮機(1)、可調節冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置、四通換向閥(3)、多段可變式冷凝器裝置(19)、室內蒸發器裝置(20)，所述可調節冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置通過管道與所述壓縮機相連接，所述多管旁通管路裝置通過管道與所述低壓貯液器(10)、四通換向閥(3)分別相連接，所述多段可變式冷凝器裝置(19)通過管道與所述四通換向閥相連接，所述室內蒸發器裝置通過管道與所述四通換向閥和所述多段可變式冷凝器裝置相連接。
2.根據權利要求1所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，其特徵在於，所述多管旁通管路裝置包括兩套由多根管道組成的旁通管路組(13)、油分離器(2)、低壓貯液器(10)、回油毛細管(17)，所述低壓貯液器通過管道與所述壓縮機的冷媒進口端相連接，所述油分離器的進口端與壓縮機的冷媒出口端相連接，所述兩套旁通管路組的每一根管道中都串接有一個電磁閥(12)，其中一套旁通管路組的一端與所述壓縮機的冷媒出口端相連接，管路組的另一端與低壓貯液器相連接，所述另一套旁通管路組的一端與所述油分離器的出口端相連接，其另一端通過管道分別與所述低壓貯液器和所述四通換向閥相連接，所述油分離器的出口端還通過管道與所述四通換向閥相連接，所述回油毛細管的一端與所述壓縮機的進口端相連接，其另一端與所述油分離器相連接。
3.根據權利要求1所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，其特徵在於，所述多段可變式冷凝器包括多個並聯連接的冷凝器(4)、高壓貯液器(6)，所述多個冷凝器中的每個冷凝器的冷媒出入管道上分別裝有電磁閥(16)，所述並聯連接的冷凝器的一個並聯端通過管道與所述四通換向閥相連接，其另一個並聯端通過管道與所述高壓貯液器相連接，所述管道中串接有電子膨脹閥(5)。
4.根據權利要求1所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，其特徵在於，所述室內蒸發器裝置包括多個並聯連接的蒸發器(7)，所述蒸發器的出入口上都並聯連接有一個裝有電磁閥(9)的旁路管道，所述蒸發器的出入口上都分別設有溫度探頭(11)，在所述蒸發器的進口管道或出口管道中還設有電子膨脹閥(8)，所述並聯連接蒸發器的一個並聯端通過管道與所述高壓貯液器相連接，其另一個並聯端通過帶油彎回氣的管道(14)與所述四通換向閥相連接。
5.根據權利要求4所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，其特徵在於，所述高壓貯液器與所述蒸發器相連接的管道中還串接有過濾器(15)。
6.根據權利要求2或3任何一項所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，其特徵在於，所述每一套多管旁路組中的管道數量與所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數量具有一一對應的關係。
7.根據權利要求2或3任何一項所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，其特徵在於，所述高、低壓貯液器之間用一根裝有電磁閥(18)的管道相連通。
8.根據權利要求3或4任何一項所述製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備，其特徵在於，所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數量與所述多個並聯連接的蒸發器數量具有一一對應的線性關係。
專利摘要一種製冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設備,可調節冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置通過管道與壓縮機相連接,多管旁通管路裝置通過管道與低壓貯液器、四通換向閥分別相連接,多段可變式冷凝器裝置通過管道與四通換向閥相連接,室內蒸發器裝置通過管道與所述四通換向閥和多段可變式冷凝器相連接;本系統可根據需要自動調節系統中的冷媒流量和冷凝器的換熱面積使系統處於最佳運行狀態,並且無電磁幹擾,結構合理,成本低。
文檔編號F24F3/06GK2460899SQ0121491
公開日2001年11月21日 申請日期2001年1月10日 優先權日2001年1月10日
發明者黃衝, 招偉, 黃國強, 牛延賓, 高日新 申請人:廣東科龍電器股份有限公司